NILU
OPPDRAGSRAPPORT NR 39 /79 REFERANSE: 23673/24078 DATO: DESEMBER1979
INNHOLD AV ELEMENTER I MOLTEBÆR, MOSE OG LAV,
FINNMARK 1978
AV
JØRGEN SCHJOLDAGER
NORSK INSTITUTT FOR LUFTFORSKNING POSTBOKS 130, 2001 LILLESTR0M
NORGE
- 3 -
IN N H O L D
S i d e
1
2
3 4
SAMMENDRAG INNLEDNING
...
...
TIDLIGERE UNDERSØKELSER .
PRØVETAKING OG ANALYSE .
RESULTATER OG DISKUSJON .
4.1 Opptak av elementer i ulike arter . 4.2 Sammenlikning med tidligere målinger . 4.3 Geografisk variasjon av konsentrasjon i mose
og 1 av . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 4. 3 .1
4. 3. 2 4.3.3 4. 3. 4 4. 3. 5 4. 3. 6 4. 3. 7 4.3.8 4.4 4.5
Vanadium .
Krom ...•...
Mangan ..•....•...
Nikke 1 og kopper .
Sink, kadmium og kvikksølv .
B 1 y .
Arsen og selen .
Antimon .
Innhold av elementer i moltebær . Estimat av nedfallet i indre Varangerfjord
5 7 8
10 12 12 13
15 15 15 16 18 18 18 20 20 21 5 KONKLUSJON .••••••••....••...•... ~ . . . . . • • . • • . . . . 2 2
6 REFERANSELISTE . . . • • . . . . 2 3 VEDLEGG A: Ana 1 ysemetoder . . . • . . . . 2 5 VEDLEGG B: Analyseresultater . . . • . . . . 29 VEDLEGG C: Middelkonsentrasjoner for Kirkenes-
Pasvik, indre Varangerfjord og
Finnmarksvidda . . . • . • . . . • . . . . 43
- 5 -
SAMM ENDRAG
På oppdrag fra Norges vassdrags- og elektrisitetsvesen og Miljøverndepartementet har NILU undersøkt innholdet av inntil 12 elementer i prøver av moltebær (Ru.bus chamaemorue'i , kvitkrull
(Cladonia aZpestris), kvistlav (Hypogymnia physodes), etasjemose (Hylocomium ep'iendenei og furumose (PZeurozium Schreberi) i Finn- mark. Prøvetakingen fant sted i august 1978. Prøvene er ana-
lysert på NILU ved atomabsorpsjons-spektroskopi og på Institutt for atomenergi ved nøytronaktiveringsanalyse.
For fem elementer, krom, nikkel, kopper, arsen og selen ble det funnet klart høyere konsentrasjoner i området Kirkenes-Pasvik- Grense Jakobselv enn i resten av fylket. Dette antas å ha direkte sammenheng med utslipp av forurensninger fra metallurgisk indu- stri i byen Nikel i Sovjetunionen.
For de øvrige elementene, vanadium, mangan, sink, kadmium, kvikk- sølv, bly og antimon var det liten eller ingen systematisk varia- sjon mellom de ulike områdene i Finnmark.
- 7 -
INNHOLD AV ELEMENTER I MOLTEBÆR, MOSE OG LAV, FINNMARK 1978
1 INNLEDNING
På oppdrag fra Norges vassdrags- og elektrisitetsvesen (NVE) og Miljøverndepartementet (MD) har Norsk institutt for luftforskning
(NILU) gjort en undersøkelse av innholdet av en del elementer i vegetasjonsprøver fra Finnmark. Undersøkelsen er et ledd i NVEs planleggingsarbeid for lokalisering av framtidige varmekraftverk i Finnmark og MDs arbeid med å kartlegge forurensningene fra metallurgisk industri i byen Nikel i Sovjetunionen.
I alt ble det innsamlet plantemateriale fra 22 steder, se figur 1.
Av disse var åtte steder i området Kirkenes-Pasvik, sju var i området omkring indre Varangerfjord og sju var spredt over indre strøk av resten av fylket.
Følgende arter er undersøkt:
Mol te (Ru.bus chamaemorue)
Kvi tkrul 1 ( Cladonia a Lpee tris) Kvistlav (Hypogyrrmia physodes)
Etasjemose (Hylocomium epl.endene)
Furumose (Pleuroziwn Schrebei-i/i
Prøvene er analysert med hensyn på følgende 12 elementer:
Vanadium (V), krom (Cr), mangan (Mn), nikkel (Ni), kopper (Cu), sink (Zn), kadmium (Cd), kvikksølv (Hg), bly (Pb), arsen (As), antimon (Sb) og selen (Se). Analysene er delvis utført av Institutt for atomenergi, Kjeller.
19
•
17
21 •
• 18
•
Kara5jok■
20•
NORGE
22
•
■ Kautokeino
FINLAND
20 40 EiO 80k
Figur 1: Steder for pZanteprøver, Finnmark a:ugust 19?8. TaZZene refererer tiZ tabeZZ 1.
2 TIDLIGERE UNDERSØKELSER
Rlihling & Tyler (1,2) har bestemt innholdet av 14 metaller i etasjemose, innsamlet i Finland, Norge og Sverige 1968-70. Av de 14 metallene var det åtte som også ble analysert i denne undersøkelsen, nemlig Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg og Pb.
Rlihling & Tyler undersøkte eksperimentelt etasjemosens opptak av metallioner fra fortynnete løsninger. Når flere metallioner ble tilsatt samtidig, varierte opptaket i rekkefølgen
- 9 -
Cu> Pb> Ni> Co> Cd> Zn> Mn. Ofte angis opptaket som en retensjonsfaktor, som er lik den andel (%) av løsningens ioner som bindes til planten. Ved tilførsel av metallioner med ned- børen representerer retensjonsfaktoren en empirisk verdi som inneholder den kombinerte effekten av opptak og utvasking i gjennomsnitt over lengre perioder.
For de fleste metaller som Ruhling & Tyler undersøkte, var konsentrasjonen i etasjemose høyest i de sørligste delene av Norge og Sverige. For enkelte metaller var det et maksimums- område i Sverige mellom Gøteborg og Stockholm, som ble antatt å skyldes industrielle utslipp. For Mn var det lavest verdier nær kysten, antakelig som følge av lav retensjon og ione- bytte med havsaltkomponenter. Ruhling & Tyler fant en økning av konsentrasjonen av Ni i nordøstlige deler av Finland og antydet et bidrag fra metallurgisk industri i Sovjetunionen.
Ruhling & Skarby (3) har rapportert resultater fra ca 700 prøver av etasjemose og furumose innsamlet over hele Sverige i 1975. Analyseprogrammet omfattet V, Ni, Cu, Zn, Cd og Pb.
Resultatene var generelt i samsvar med Ruhling & Tylers tid- ligere resultater, men det var også enkelte avvik. For Cu, Cd og Pb var det et lokalt maksimum i Nord-Sverige og for Ni et lokalt maksimum nordvest for Malaren, antakelig som følge av industrielle utslipp.
Steinnes (4) har bestemt innholdet av 28 elementer i blant annet etasjemose, kvistlav og kvitkrull. I alt 43 lokaliteter i Norge er beskrevet, og prøvetaking fant sted i juli 1976. Av de 12 elementene fra NILUs undersøkelse ble alle bortsett fra Ni rapportert av Steinnes. Etasjemose ble vurdert til å være mer egnet enn kvistlav og kvitkrull til å demonstrere regionale forskjeller i deposisjon.
Steinnes' materiale indikerte den samme generelle geografiske variasjonen i metallinnholdet som Ruhling & Tyler. I tillegg fant Steinnes at deposisjonen Økte med nedbørmengden. Videre
ble det antydet en økning av enkelte metaller (bl.a. Cu) i Finnmark fra 1968-70 til 1976. Konsentrasjonen av Cu i østlige deler av Finnmark ble satt i sammenheng med utslipp i
Sovjetunionen.
Både Ruhling & Tyler og Steinnes har rapportert konsentrasjoner fra Øst-Finnmark, men bare fra et lite antall steder. En sammen- likning med NILUs resultater er gitt i kapittel 4.
Pakarinen & Tolonen (5) har undersøkt innholdet av en del met- aller i torvmose (Sphagnum) i Finland. For enkelte metaller, bl.a.
Pb og Cd, avtok konsentrasjonen nordover i landet, mens for
andre, bl.a. Hg, Fe, Zn, Ni, Cr, Cu, Mn og Mo, var det liten eller ingen systematisk geografisk variasjon. Ingen av prøvetakings- stedene i Nord-Finland lå tilstrekkelig nær utslippene i Nikel til at påvirkning derfra kunne finnes.
3 PRØVETAKING OG ANALYSE
For innsamling av lav og mose fulgte en samme framgangsmåte som beskrevet av Steinnes (4). Over et område på ca. 10 dekar ble det tatt planter på ca. fem steder. Områdene var minst 300 m
·fra veg eller bebyggelse. Ved prøvetakingen ble det brukt hansker og plastposer av polyetylen. Unntatt for kvistlav ble det ikke tatt planter som vokste under trekroner. Kvistlav ble som regel tatt fra bjørkestammer. Prøvetakingen ble gjennomført av A. Semb og J. Schjoldager i august 1978.
For moser og lav ble de øverste 4-6 cm av planten samlet inn. For molte ble det tatt bær som var helt eller på det nærmeste modne.
Etter innsamling ble prøvene tørket og renset for fremmedlegemer.
I tabell 1 er det gitt oversikt over hvilke planteslag som ble funnet på de ulike stedene. Furumose ble bare samlet inn på de steder en ikke fant etasjemose, bortsett fra sted 6, Kobbfoss, der både furumose og etasjemose ble samlet. Målestedenes
plassering er nærmere angitt på kartet i figur 1.
11
Tabell 1: Steder for planteprøver, Finnmark, august 1978.
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- Furu-
Bredde Lengde Rubus mose mose
Nr Navn chamae- C'ladonia Hypogyrrmia HyZoccmiwn Pl.euroe i.um
N E morus aZ.pestris physodes spZ.endens Schreberi
1 Korpfjellet 69° 34' 30° 50' X
2 Urdfjellet 69° 36' 30° 43' X
3 Haukdalsvatn 69° 39' 30° 31' X X X
4 Jarfjordbotn 69° 39' 30° 20' X X X
5 Svanvik : 69° 27' 290 57' X X X X
6 Kobbfoss 69° 20' 290 19' X X X X X
7 Noatun 69° 10' 29° 13' X X X
8 Høybukt 69° 43' 290 54' X X
9 Bugøyfjord 69° 49' 29° 23' X X X
10 Hauksjøen 69° 57' 290 16' X
11 Vestre Jakobselv 10° 8' 29° 11' X X
12 Grasbakken 70° 4' 280 47' X X
13 Karlebotn 70° 7' 280 30' X X X X
14 Varangerbotn 10° 11' 28° 34' X X X X
15 Skiipagurra 10° 10' 28° 16' X X X
16 Levsejåkka 69° 56' 270 5' X X X
17 Bårjasnjarga 69° 35' 25° 55' X X X
18 Karasjok 69° 29' 25° 32' X X X X
19 Skoganvarre 69° 49' 25° 11' X X X
20 Jergul 69° 25' 24° 38' X X X X
21 Mållisjok 69° 33' 24° 25' X X X
22 Kautokeino 69° 3' 23° 4' X X X X
Konsentrasjonen av V, Cr, Mn , Hg, As, Sb og Se i kvitkrull, kvistlav, etasjemose og furum ose ble bestemt av Institutt for atomenergi ved hjelp av nøytronaktiveringsanalyse. Konsentra- sjonen av Ni, Cu, Zn, Cd og Pb, samt innholdet av Mn i molte, ble bestemt av NILU ved hjelp av atomabsorpsjons-spektroskopi. En kortfattet beskrivelse av analysemetodene er gitt i vedlegg A.
Konsentrasjonene er beregnet på vektbasis og oppgitt som ppm
"parts per million" tørr vekt.
4 RESULTATER OG DISKUSJON
Fullstendige analyseresultater for alle elementer er gitt i vedlegg B. De 22 stedene for prøvetaking ble delt inn i tre grupper som ble gitt følgende navn:
Nr. 1-8 Kirkenes-Pasvik
II
II
9-15 Indre Varangerfjord 16-22 Finnmarksvidda
Middelkonsentrasjonen for de tre områdene er gitt for alle ele- mentene i vedlegg C.
4.1 Opptak av elementer i ulike arter
I området Kirkenes-Pasvik ble det ikke funnet kvistlav og etasje- mose på flere av stedene, jfr. tabell 1. For å undersøke for-
skjellen i opptak for de ulike planteslagene har en beregnet middelkonsentrasjoner for stedene 9-22. Den geografiske varia-
sjonen var også minst mellom disse stedene, jfr. pkt. 4.3.
I tabell 2 er det gitt de ulike elementenes middelkonsentrasjon i moltebær, kvitkrull, kvistlav og etasjemose for stedene 9-22.
For alle elementene bortsett fra Mn og Zn var middelkonsentra- sjonen høyest i kvistlav. For alle elementene bortsett fra As, var konsentrasjonen i etasjemose høyere enn i kvitkrull (høyest for Mn og Zn). Liknende resultater er tidligere rapportert av Steinnes (4).
Konsentrasjonen i moltebær var i middel av omtrent samme størrelse som i kvitkrull, bortsett fra Mn der konsentrasjonen i moltebær var ca. tre ganger høyere.
- 13 -
Tabell 2: Middelkonsentrasjoner (ppm) for stedene 9-22 for molte- bær (Rubus chamaemorus), kvitkrull (Cladonia alpestris), kvistlav (Hypogyrrmia physodes) og etasjemose (Hylocomium sp lendens) .
Element Molte Kvitkrull Kvistlav Etasjemose
Rubus Cladonia Hypogymnia Hylocomium chamae- alpestris physodes splendens morus
V 0.8 2.5 1.0
Cr 0.6 1. 7 1.0
Mn 114 37 258 296
Ni < 5 2.2 4.9 3.1
Cu 3.0 2.7 8.0 5.8
Zn 20 15 23 29
Cd <0.5 0.04 0.24 0.14
Hg 0.07 0.33 0.11
Pb < 5 5.7 20.6 7.1
As 0.2 0.4 0.05
Sb 0.05 0.13 0.08
Se 'v0 .1 0.37 0.16
4.2 Sammenlikning med tidligere målinger
Ruhling & Tyler (1) har gitt isokonsentrasjonskurver for metall- innholdet i etasjemose for Finland, Norge og Sverige. I Øst- Finnmark har de gitt resultater for et prøvetakingssted som ligger mellom Karasjok og Skoganvarre, se figur 1.
Ruhling & Tylers resultater er i tabell 3 gitt som omtrentlige tall, fordi de er avlest fra kart med isokonsentrasjonskurver.
NILUs tall er middelverdier av resultatene fra Karasjok og Skoganvarre. Det var overraskende små avvik mellom Ruhling &
Tylers og NILUs verdier.
Tabell 3: Metallinnhold i etasjemose (Hylocomiwn splendens).
Sammenlikning mellom resultater fra Ruhling
&
Tyler (2) og NILU for Karasjok-Skoganvarre.Cr Mn Ni cu Zn Cd Hg Pb
Ruhling &
Tyler ~2 ~400 ~2 <4 ~40 ~0.1 ~0.1 <5 NILU 1. 3 388 2.6 5.0 36 0.14 0.13 7.6
Tre av prøvetakingsstedene i denne undersøkelsen var nær de samme som beskrevet av Steinnes, nemlig Noatun, HØybukt og Kautokeino. Steinnes resultater fra Kautokeino var imidlertid usikre på grunn av bidrag fra jordsmonn. I tabell 4 har en sammenliknet Steinnes verdier med resultater fra denne under- søkelsen for Noatun (Øvre·Pasvik i Steinnes undersøkelse) og HØybukt.
Tabell 4: Konsentrasjon (ppm) av elementer i etasjemose (Hylocomiwn splendens). S
=
Steinnes (4). N=
NILUs undersøkelse.For elementer merket med stjerne (*), er begge analyser utført av Institutt for atomenergi.
v* er* Mn* Cu Zn Cd Hg* Pb As* Sb* Se-11 Øvre Pasvik/ s 0.3 2.8 500 12.6 27 0.13 0.14 10.4 0.81 0.12 0.25 Noatun N<0.6 1.2 280 12.0 29 0.06 0.15 6.3 0.13 0.06 0.20 HØybukt s 3.3 2.3 380 19.4 28 0.18 0.06 19.1 0.69 0.16 0.23 N 1.3 1.2 160 12.6 30 0.06 0.14 11.0 0.11 0.07 0.28
Steinnes verdier var høyest for Cr, Mn, Pb, As og Sb. Det var .bra samsvar for Zn og Se, mens resultatene var noe varierende for
v,
cu, Cd og Hg. Spesielt for As ble det i denne undersøkelsen funnet lavere verdier enn tidligere. Tabell 4 viser at det kan oppstå markerte forskjeller ved uavhengig innsamling og analyse.Det er grunn til å understreke at mose og lav er relative be- lastningsindikatorer. Årlige variasjoner i nedbørmengde og tilvekst influerer på sammenlikningen. Videre var resultatene for noen elementer nær påvisningsgrensen og derfor usikre.
Dette gjaldt V, Cr, As og Sb og delvis Cd og Pb.
- 15 -
En ny serie av prøver fra 1977 blir nå analysert i samband med prosjektet "Sur nedbørs virkning på skog og fisk'' (SNSF-
prosjektet). Resultatene vil foreligge i 1980.
4.3 Geografisk variasjon av konsentrasjon i mose og lav Som nevnt ble det ikke funnet kvistlav og etasjemose på alle stedene i området Kirkenes-Pasvik, jfr. tabell 1. For dette området har en derfor i hovedsak basert vurderingen på konsen- trasjonen i kvitkrull. Nedenfor blir den geografiske variasjonen i konsentrasjon kort diskutert for de ulike elementene.
4.3.1 Vanadium
Det var ingen systematisk geografisk variasjon. For etasjemose og kvitkrull var konsentrasjonen stort sett i intervallet
0.5-1.5 ppm. For Agder-fylkene er det tidligere funnet konsen- trasjoner på inntil 10 ppm i etasjemose (4).
4.3.2 Krom
Det var klart høyere verdier i Kirkenes-Pasvik enn i de andre områdene. I figur 2 er konsentrasjonen i kvitkrull gitt for stedene 1-16. Høyeste konsentrasjon i kvitkrull var 5.2 ppm
(sted 1, Korpfjellet), som var en faktor ca. 10 høyere enn det som var typisk for indre Varangerfjord og Finnmarksvidda.
I Agder-fylkene er det tidligere funnet konsentrasjoner på inn- til 4 ppm i etasjemose (4).
Det var ingen systematisk geografisk variasjon. For kvitkrull var konsentrasjonen stort sett i intervallet 10-50 ppm, for molte 50-150 ppm og for etasjemose 150-400 ppm. Det var ingen tydelig tendens til lavere konsentrasjon i kystnære områder, slik Ruhling & Tyler (2) har rapportert for etasjemose.
Konsentrasjonen i etasjemose var av samme størrelse som tid- ligere funnet for Agder-fylkene (4).
0.6
•
0.3
•
e1.1
N
l
0 10 :zø JO 40km
-- '
\
\
\
\
'
I I, I
,,-
_,,/ 0,9 I /
. __
.,/I ,.
I I
I \
/ I
' 0.4 : I • I
~ I
\ I
),./
I ,., I
■Nik el
Figur 2: Konsentrasjon (ppm) av krom (Cr) i kvitkrull (Cladonia alpestris), Øst-Finnmark, a:ugust 19?8.
4.3.4 Nikkel_og_koeeer
Det var svært stor geografisk variasjon med klart høyere verdier i Kirkenes-Pasvik enn i de andre områdene. I figur 3 og 4 er konsentrasjonen i kvitkrull gitt for stedene 1-16. De høyeste verdiene ble registrert på stedene 1-5, dvs. de som er nærmest utslippene i Nikel, og.konsentrasjonen i kvitkrull var der en
faktor 30-50 høyere enn i indre Varangerfjord og på Finnmarks- vidda.
Det er tidligere rapportert regionale konsentrasjoner i etasje- mose av Ni og Cu på inntil 10-15 ppm i Agder-fylkene (2,4).
Konsentrasjonen i Kirkenes-Pasvik i etasjemose må ventes å være vesentlig høyere enn dette (etasjemose ble ikke funnet på
stedene 1-5).
- 17 -
•
2 2•
2•
N
l
~h :_.
Klrke.!),5s 1
C-, ... _
f
I.. , ',i16 58 79 \
I ' • • /
f \ /
I ,_,.,._,
I
42 I
• I
0 10 20 30 40 klll
... ,
\
\
\
\
\ I I
,' I
,,,- _,,
I 9 I
/
. ,
I ,.--✓
I I
I \
I I
I I
I 7 I I • I
I I
\ I
', ,
I ' I I .;
I
■Nik el
Figur 3: Konsentrasjon (ppm) av nikkel (Ni), kvitkrull (Cladonia alepstris), Øst-Finnmark 1978.
•
2•
2•
2t
~ I
I.
I I
I
N
l
,
,
I
40 I
• I
0 10 20 30 40 klll
■NI kei
Figur 4: Konsentrasjon (ppm) av kopper (Cu), kvitkrull (Cladonia alpestris), Øst-Finnmark 1978.
4.3.5 SinkL_kadmium _og_kvikksØlv
For kvitkrull var middelverdiene noe høyere for Kirkenes-Pasvik enn de øvrige områdene, mens variasjonen for kvistlav og etasje- mose var noe mer uklar. En kan ikke utelukke en viss geografisk variasjon, men den var i alle fall langt mindre tydelig enn for Cr, Ni og Cu. Typiske konsentrasjoner i kvitkrull var 0.03- 0.09 ppm for Cd og 0.05-0.15 ppm for Hg.
Konsentrasjonen av Zn og Cd i etasjemose var klart lavere enn for Agder-fylkene. Konsentrasjonen av Hg var av omtrent samm e størrelse som for Agder-fylkene (4).
4.3.6
~1Y
Det var ingen systematisk geografisk variasjon. For kvitkrull og etasjemose var konsentrasjonen stort sett i intervallet
4-10 ppm. Konsentrasjonen i etasjemose var vesentlig lavere enn for Agder-fylkene, der konsentrasjoner på ca. 100 ppm er blitt målt ( 4) .
4.3.7 Arsen_og_selen
Det var en tydelig geografisk variasjon med høyest verdier i Kirkenes-Pasvik, men variasjonen var ikke så stor som for Ni og Cu. De høyeste verdiene ble målt på stedene 1-5, se figur 5-6.
De høyeste konsentrasjonene i kvitkrull, 1.6 ppm (As) og 0.82 ppm (Se), var 5-10 ganger høyere enn det som var typisk for indre Varangerfjord og Finnmarksvidda. Verdien for As
fra sted 10, Hauksjøen, er vurdert til ikke å være representa- tiv for prøvetakingsstedet.
Konsentrasjonen av As i etasjemose var vesentlig lavere enn i kvitkrull. Dette er ikke i samsvar med tidligere undersøkelser, jfr. tabell 4. Når resultatene fra prøvene innsamlet i 1977 fore- ligger, vil en kunne kontrollere om resultatene fra denne under- søkelsen er representative.
- 19 -
0.2
•
0.1
•
I
~ I
I
N
l
.. ... ,
\
\
\
\
\ I I I
0 10 lO JO l.0 km
Klrke..!)ijS I
(-, .. 0.9 . I
.. , '1.0 • 0.81.1 ~
I ' • • /
I \ I
I ,_,.,._,
1.6 I I
• I ,' /-
_,
1'
'i4 /
I ,--✓
I I
I \
I I
I I
1 OA I t • I
I I
\ I
..._, I I VI I I
■NI kei
Figur 5: Konsentrasjon (ppm) av arsen (As') i kvitkrull (Cladonia alpestris), Øst-Finnmark, august 1978.
<0.1
•
e0.2
N
l
,
.. ... ,
\
\
\
\
\ I
I
I
10 lO JO l.Okm
I
~ I
. I
Klrke..!)ijS I
C-, .. 0.5 I
.. , '0.1 • o.1 08 ~
I ' • • /
I \ I
,
,_, ... _,I
~7
J
, - -✓
, /
I 0.2 I I •--✓'
I ,
I I
I \
/ I
I 0.2 :
I •'
I I
\ I
..._ I 1'- I I ,., I
■Nik el
Figur 6: Konsentrasjon (ppm) av selen (Se) i kvitkrull (Cladonia alpestris), Øst-Finnmark, august 1978.
4.3.8 Antimon
Det var ingen systematisk geografisk variasjon. For kvitkrull og etasjemose var konsentrasjonen stort sett i intervallet
0.04-0.10 ppm.
4.4 Innhold av elementer i moltebær
I moltebær er innholdet av følgende seks elementer bestemt:
Mn, Ni, Cu, Zn, Cd og Pb. For Cd og Pb var alle konsentrasjon- ene lavere enn deteksjonsgrensen, som var henholdsvis 0.5 ppm og 5 ppm, basert på tørr vekt.
For Mn og Zn var det ingen systematisk geografisk variasjon i konsentrasjonen. Høyeste verdi for Mn var 236 ppm (nr 22, Kautokeino), mens høyeste verdi for Zn var 34 ppm (nr 21, Mållisjok).
For Ni og Cu varierte konsentrasjonen på samm e måte som i mose og lav. For Ni var alle verdiene bortsett fra to lavere enn
deteksjonsgrensen, som var 5 ppm. For Cu var forskjellene mellom de høye verdiene i Kirkenes-Pasvik og nivået ellers i fylket mindre for moltebær enn for mose og lav. Høyeste konsentrasjon
for Ni og Cu var henholdsvis 9 ppm (nr 5, Svanvik) og 14.2 ppm (nr 3, Haukdalsvatn).
FNs organisasjon for ernæring og landbruk (FAO) og Verdens helse- organisasjon (WH O) har anbefalt grenseverdier for innholdet av enkelte metaller i visse matvareslag. For moltebær fins ingen slike grenseverdier. Det som komm er nærmest, er grenseverdier for fruktsafter som er 5 mg/kg for Cu og Zn (6). For de øvrige elem entene i denne undersøkelsen der innholdet i moltebær er bestemt, fins det ikke anbefalte grenseverdier fra FAO/WH O.
Konsentrasjonen regnes ikke på tørr basis, men på grunnlag av den tilstand varen konsum eres.
I tabell 5 har en gitt tørrstoffinnholdet i de 10 molteprøvene samt konsentrasjonen av Cu og Zn beregnet som mg/kg i frisk tilstand. Ingen av konsentrasjonene overskrider grenseverdiene for fruktsafter.
- 21 -
Tabell 5: Innhold av tørrstoff(%) samt konsentrasjon av
Cu og Zn (mg pr kg friske bær) for prøver av molte.
Sted 3 4 5 6 13 14 18 20 21 22
Tørrstoff
(%) 10.7 11.7 13.6 14.3 10.6 12.7 14.5 12.l 14.0 15.2 Cu (mg/kg) 1.5 0.74 0.64 0. 72 0.24 0.39 0.81 0.44 <0.44 <0.43 Zn (mg/kg) 3.0 2.5 2.6 3.0 1.7 2.5 2.2 2.8 4.8 2.1
4.5 Estimat av nedfallet i indre Varangerfjord
I Karlebotn (prøvetakingssted 13) ble det tatt en totalprøve av etasjemose over et lite areal (3.2 dm2). Prøven besto i gjennomsnitt av 4-5 årsskudd. Vekten pr. arealenhet (tørr) var 712 g/m2, noe som gir en relativt stor tilvekst i forhold til de ca 100 g/m2 som er oppgitt i litteraturen som typisk Arlig tilvekst (7). Prøven ble analysert med hensyn på Cu, Cd og Pb.
Konsentrasjon og akkumulert mengde er gjengitt i tabell 6.
Tabell 6: Konsentrasjon (ppm) og akkumulert mengde (mg/m2) av Cu, Cd og Pb i etasjemose (Hylocomium splendens), Karlebotn.
Element Cu Cd Pb
Konsentrasjon (ppm) 5.4 0.17 6.3 Akkumulert mengde
(mg/m2) 3.8 0.12 4.5
Årlig tilførsel av metaller fra atmosfæren kan grovt anslås hvis en kjenner midlere eksponeringstid oq retensjonsfaktoren. For en gitt midlere nedbørmengde kan en videre beregne middelkonsentra- sjonen i nedbøren. Disse beregningene er vist i tabell 7, der
en har antatt midlere eksponeringstid på 2 år. Som gjennomsnittlig årlig nedbørmengde har en regnet 400 rnm1som er middelverdien over perioden 1972-1977 i indre Varangerfjord (8). Retensjonsfaktoren er satt lik 90% for Cu og Pb og 70% for Cd, som kan regnes som representative verdier for feltforhold (9).
TabeU ?: Beregning av tilførsel fra atmosfæ:l'en (mg/m2 år) og middelkonsentrasjon (µg/l) i nedbør av Cu, Cd og Pb, Karlebotn.
Element Cu Cd Pb
Atmosfærisk tilførsel
(mg/m2 år) 2.1 0.086 2.5
Middelkonsentrasjon
(µg/1) 5.3 0.21 6.2
Beregningen av middelkonsentrasjonen i nedbøren forutsetter at metalltilførselen skjer som våtavsetning og ikke som tørravset- ning. Beregninger for Jergul indikerer at v~tavsetningen er ca. en faktor 10 større enn tørravsetningen for Cd og Pb (10).
Resultatene i tabell 7 stemmer rimelig godt overens med målinger foretatt i Jergul fra august 1978 til juli 1979 som et ledd i SNSF-prosjektet. For denne perioden var midlere konsentrasjon i nedbøren 0.30 µg/1 for Cd og 7.2 µg/1 for Pb. Et liknende sam- svar er tidligere funnet i Birkenes i Aust-Agder (11). Hvis en antar konsentrasjonen i Karlebotn av de øvrige elementene (ved- legg B) er representativ for totalprøven, kan tilførsel av disse også beregnes. En må da kjenne retensjonsfaktorene for disse elementene.
5 I<ONKLUSJON
Målingene har vist en klar tendens til økt konsentrasjon av enkelte elementer i mose og lav i området Kirkenes-Pasvik sammenliknet
med øvrige deler av Finnmark. De Økte konsentrasjonene må antas å ha direkte sammenheng med utslippene i Nikel i Sovjetunionen.
Av de 12 elementene som ble undersøkt, var det fem som viste klar systematisk geografisk variasjon, nemlig Cr, Ni, Cu, As og Se. Av de øvrige sju var det tre, Zn, Cd og Hg, der en viss geografisk variasjon ikke kunne utelukkes. De fire siste, V, Mn, Pb og Sb viste ingen systematisk variasjon.
- 23 -
Av de undersøkte artene var det høyest konsentrasjon i kvistlav (Hypogymnia physodes). Det var videre høyere konsentrasjon i etasje- mose (Hylocomiwn epl.endene) enn i kvitkrull (Cladonia alpestris).
Konsentrasjonen i moltebær (Rubus chamaemorue) var mest i samsvar med konsentrasjonen i kvitkrull, men for de metallene der en fant
systematisk variasjon, var variasjonen i moltebær mindre enn i kvitkrull. De høyeste konsentrasjonene av Cu og Zn som ble funnet i moltebær er lavere enn FA0/1'7HOs forslag ti 1 grenseverdi for fruktsafter.
Beregning av metallinnholdet i nedbøren på grunnlag av målte
konsentrasjoner i etasjemose ga verdier som samsvarte rimelig bra med resultater fra nedbøranalyser.·
En mer nøyaktig bestemmelse av hvilke områder i Finnmark som er påvirket av utslippene i Nikel, kan gjøres ved åta prøver fra flere steder i området Kirkenes-Pasvik-Grense Jakobselv. Analyse- programmet bør som et minimum omfatte de fem elementene der en har funnet klar geografisk variasjon, samt kobolt (Co) som ofte har de samme utslippskildene som Cu og Ni.
6 REFERANSELISTE
(1) Ruhling, Å., Tyler, G.,
(2) Ruhling, Å.,
Tyler, G.,
(3) Ruhling, Å., Skarby, L.,
Nedfallet av tunge metaller over Skandinavien. Lunds universitet, Avdelingen for ekologisk botanik,
1972.
Heavy metal deposition in Scandinavia.
Water, air and soil pol.l., 2, 445-455
(1973). -
Landsomfattande kartering av
regionala tungmetallhalter i mossa.
Solna, Statens naturvårdsverk, 1979.
(SNV PM 1191.)
(4) Steinnes, E.,
(5) Pakarinen, P., Tolonen, K.,
( 6)
( 7) Tamm, C. 0. ,
(8) Meteorologisk institutt (9) Rlihling, Å., (10) Schjoldager, J.,
Atmospheric deposition of trace elements in Norway studied by means of moss analysis.
Kjeller, Institutt for atomenergi, 1977. (KR-154.)
Regional survey of heavy metal in peat moss (Sphagnum) •
AMBIO
1,
38-40 (1976).List of maximum levels recommended for contaminants by the joint FAO/WHO codex alimentarus commission. First and second series. Joint FAO/WHO food standards programme, Roma.
(CAC/FAL-2-1973, CAC/FAL-3-1976.) Growth yield and nutrition in carpets of a forest moss
( Hy Locomium ep lendens) • Medd . Statens skogforskningsinstitut1
!,
1-40 (1953).Nedbørdata for Vesterelv, indre Varangerfjord 1972-1977.
Meddelelse 20.11.1979.
Luftforurensninger fra et kullfyrt kraftverk i indre Varangerfjord.
Lillestrøm 1979. (NILU OR 43/79.) ( 11 ) S emb , A • , Deposition of trace elements from
the at~osphere in Norway. Ås 1978.
(SNSF FR 13/78.)
- 25 -
VEDLEGG A
ANALYSEMETODER
Atomabsorpsjons-spektroskopi (J.E. Hanssen, NILU) NØytronaktiveringsanalyse av mose og lav
(J.P. Rambæk og E. Steinnes, Institutt for atomenergi)
- 27 -
ATOMABSORPSJONS-SPEKTROSKOPI J.E. Hanssen
Norsk institutt for luftforskning, Lillestrøm
Denne analysemetode, som baserer seg på at metaller i en prøve absorberer lys av bestemte bølgelengder, krever at prøven fore- ligger i form av en oppløsning. Det er derfor nødvendig med destruksjon av prøven. For ikke å tape metaller med lavt koke- punkt ved tørrforasking, ble det foretatt våtoppslutning med salpetersyre.
Ca. 2 gram tørr prøve (mose og lav) ble innveid i 50 ml Erlenmeyerkolber. 20 ml konsentrert salpetersyre (HNO3) ble
tilsatt. Kolbene ble plassert på en varmeplate først ved forholds- vis lav temperatur, siden slik at oppløsningen kokte inntil
overskudd salpetersyre var fjernet. Uoppløst materiale ble filtrert fra og filtratet fortynnet med vann til 100 ml.
Analysen ble foretatt med et atomab~orpsjons-spektrofotometer ved de betingelser som er gitt av instrument-tilvirkeren (1).
Vanlig flammeteknikk med luft/acetylen ble brukt for bestemmelse av bly, sink, kopper og for de prøver som inneholdt mest nikkel.
Grafittovnteknikk (flammeløs atomabsorpsjon) ble benyttet for kadmium og for de prøver som inneholdt lite nikkel. For grafitt- ovnteknikken ble automatisk injeksjon benyttet. Kalibrerings- løsningene inneholdt den samme syremengde som prøveløsningene.
REFERANSE
(1) Analytical Methods for Atomic
Absorption Spectrophotometry.
Perkin - Elmer Corp. Norwalk, Connecticut (1973).
NEUTRONAK TIVERINGSANALYSE AV MOSE OG LAV
J.P. Ramb æk og E. Steinnes Institutt for atomenergi, Kjeller
Porsjoner a 0,2-0,3 gav hver prøve ble bestrålt i reaktoren JtEP II ved en termisk neutronfluks på 1,5 • 1013
ncm-2 s-1
. Etter passende ventetider ble de bestrålte prøvene undersøkt ved y- spektrometri. Det ble brukt en Ge(Li) halvlederdetektor koplet til en 4000-kanals pulshøydeanalysator. Standarder av de ele- mentene som skulle bestemmes, ble bestrålt under samme betingelser
som prøvene, og de kvantitative bestemmelsene ble basert på sam- menligning av arealer av samsvarende fototopper i gamrnaspektrene av henholdsvis prøve og standard. To forskjellige fremgangs- måter ble brukt:
A. Analyse basert på kortlivede nuklider etter følgende skjema:
30 sek. bestråling -10 min. ventetid - 5 min. målinq. Pr¢ver og standarder ble bestrålt enkeltvis igjensmeltede poly- etylenampuller, idet neutronfluksen ble antatt å være
konstant fra bestråling til bestråling. De elementene som ble bestemt på denne måten, var vanadium (52
v, t½ =
3,8 min.) og mangan ( 56 Mn, t½=
2,58 t).B. Bestemmelser på basis av mer langlivede nuklider (t½ > 12 t).
I dette tilfelle ble prøver og standarder bestrålt sammen i 20 ti gjensmeltede kvartsampuller. Prøvene ble overført til inaktive polyetylenampuller og målt henholdsvis etter
3 dager og 3 uker. Den første målingen ga resultater for arsen (76
As, t~
=
26,4 t), antimon (122sb, tL
=
2,8 d) og1972 Sl~
kvikksølv ( Hg,
t½ =
2,8 d), mens krom ( Cr, t½=
28 d)og selen (75
se,
t½ =
120 d) ble bestemt på basis av måling nr. 2.- 29 -
VEDLEGG B
Konsentrasjon (ppm) av Vanadium (V)
Krom (Cr)
Kopper (Cu) Nikkel (Ni) Mangan (Mn) Sink ( Zn) Kadmium (Cd) Kvikksølv (Hg)
Bly (Pb)
Arsen (As) Antimon (Sb) Selen (Se)
Verdier merket med stjerne (*) er ikke tatt med i beregningen av gjennomsnitt i vedlegg Cog tabell 2
- 31 - Element: VANADIUM (V)
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- . .Furu-
Ru.bus mose mose
Nr Navn chamae- ciadonia Hypogymnia Hylocomiwn Pl.euroz ium moru.s al,pestris physodes spZendens Schreberi
1 Korpfjellet 1. 2
2 Urdfjellet 0.7
3 Haukdalsvatn 1.0 2.4
4 Jarfjordbotn 1. 7 1.0
5 Svanvik 1.5 2.2 2.3
6 Kobbfoss 0.3 2.5 < 0.2 1. 7
7 Noatun 0.3 1. 3 < 0.6
8 Høybukt 1. 7 1. 3
9 Bugøyfjord 1.6 2.6 0.7
10 Hauksjøen ·, 0.3
11 Vestre Jakobselv < 0.4 0.6
12 Grasbakken 1.2 1.5
13 Karlebotn 0.9 2.7 0.7
14 Varangerbotn 0.8 3.1 1.1
15 Skiipagurra 1.1 4.1 0.6
16 Levsejåkka 0.6 2.5 0.7
17 Bårjasnjarga 0.7 3.5 0.7
18 Karasjok 0.8 2.4 < 0.4
19 Skoganvarre 0.5 1.6 2.2
20 Jergul 0.8 2.7 1.5
21 Mållisjok 0.4 < 0.6
22 Kautokeino 0.7 1. 7 2.2
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- __ FU:J:U-
Rubus mose mose
Nr Navn chamae- Cl.adoni.a Hypogymnia Hylocomium Pleurozium morus alpestris physodes epl.endene Schreberi
1 Korpfjellet 5.2
2 Urdfjellet 2.9
3 Haukdalsvatn 2.2 3.0
4 Jarfjordbotn 4.6 3.0
5 Svanvik 2.6 8.3 3.2
6 Kobbfoss 0.91 2.1 0.95 1.4
7 Noatun 0.44 2.0 1.2
8 HØybukt 2.1 1.2
9 Bugøyfjord 1.1 2.5 3.1
10 Hauksjøen ·. 0.70
11 Vestre Jakobselv 1.4 0.40
12 Grasbakken 0.57 1. 4
13 Karlebotn 0.41 1.3 0.62
14 Varangerbotn 0.31 1.1 0.60
15 Skiipagurra 0.64 2.8 0.91
16 Levsejåkka 0.46 2.0 0.34
17 Bårjasnjarga 0.50 1.8 0.96
18 Karasjok 0.60 1.2 1. 3
19 Skoganvarre 0.46 1. 3 1. 2
20 Jergul 0.62 1.5 0.89
21 Mållisjok 0.44 0.48
22 Kautokeino 1.0 2.2 1.0
Element: MANGAN (Mn) - 33 -
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- Furu-
Ru.bus mose mose
Nr Navn chamae- Cladonia Hypogymnia Hylocomium Pl.euroz ium morus alpestris physodes splendens Schreberi
1 Korpfjellet 24
2 Urdfjellet 13
3 Haukdalsvatn 107 23 240
4 Jar fjordbotn 36 11 165
5 Svanvik 73 19 230 575
6 Kobbfoss 28 36 130 92 330
7 Noatun 22 160 280
8 HØybukt 180 160
9 Bugøyfjord 23 170 220
10 Hauksjøen ·, 18
11 Vestre Jakobselv 430 410
12 Grasbakken 15 300
13 Karlebotn 82 83 185 45
14 Varangerbotn 41 16 260 220
15 Skiipagurra 16 155 290
16 Levsejåkka 42 275 410
17 Bårjasnjarga 57 225 400
18 Karasjok 147 41 330 365
19 Skoganvarre 82 265 410
20 Jergul 64 14 195 190
21 Mållisjok 118 35 225
22 Kautokeino 236 35 345 370
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- .. Fun.i-
Ru.bus mose mose
Nr Navn chamae- Cl.adoni-a Hypogymnia Hylocomiwn Pleuroziwn morus alpestris physodes splendens Schreberi
1 Korpfjellet 79.3
2 Urdfjellet 58.1
3 Haukdalsvatn 7 36.8 88.4
4 Jarfjordbotn < 5 46.0 48.6
5 Svanvik 9 41. 9 111 94.4
6 Kobbfoss < 5 9.2 25.0 22.7 24.0
7 Noatun 6.9 15.8 15.6
8 HØybukt 12.3 14.3
9 Bugøyfjord 5.4 7.6 4.7
10 Hauksjøen ·. 2.7
11 Vestre Jakobselv 5.7 3.4
12 Grasbakken 3.5 4.2
13 Karlebotn < 5 2.1 6.7 2.5
14 Varangerbotn < 5 1. 7 5.7 3.9
15 Skiipagurra 2.0 7.4 5.1
16 Levsejåkka 3.0 4:4 2.4
17 Bårjasnjarga 1. 7 3.5 2.7
18 Karasjok < 5 1.1 3.3 2.8
19 Skoganvarre 1. 7 1. 7 2.3
20 Jergul < 5 1.4 2.5 2.6
21 Mållisjok < 5 1.4 1. 9
22 Kautokeino < 5 1. 2 5.0 2.3
- 35 - Element: KOPPER (Cu)
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- .Furu-
Ru.bus mose mose
Nr Navn chamae- Cl.adonia Hypogymnia Hylocomiwn Pleuroziwn morus alpestris physodes splendens Schreberi
1 Korpfjellet 56.9
2 Urdfjellet 50.0
3 Haukdalsvatn 14.2 28.7 70.4
4 Jarfjordbotn 6.3 39.0 39.3
5 Svanvik 4.7 40.3 128 73.1
6 Kobbfoss 5.0 6.1 27.5 18.9 18.0
7 Noatun 6.2 13 .2 12.0
8 HØybukt 17.2 12.6
9 Bugøyfjord 5.1 12.4 7.9
10 Hauksjøen 2.8
·.
11 Vestre Jakobselv 8.7 5.0
12 Grasbakken 5.3 5.7
13 Karlebotn 2.3 2.3 6.0 5.1
14 Varangerbotn 3.1 2.1 10.2 5.5
15 Skiipagurra 2.0 10.0 6.1
16 Levsejåkka 4.1 7.0 3.3
17 Bårjasnjarga 1.2 5.9 7.1
18 Karasjok 5.6 1.0 8.8 5.0
19 Skoganvarre 2.4 4.0 5.0
20 Jergul 3.6 1.1 8.4 7.5
21 Mållisjok < 3.6 3.0 4.0
22 Kautokeino < 2.8 1.6 6.0 8.1
Molte Kvitkrull Kvistlav Etasje- .FUFU-
Rubus mose mose
Nr Navn chamae- Cl.adonia Hypogymnia Hylocomium Pleurozium morus al,pestris physodes spl,endens Schreberi
1 Korpfjellet 28
2 Urdfjellet 32
3 Haukdalsvatn 28 22 22
4 Jarfjordbotn 21 21 24
5 Svanvik 19 19 20 26
6 Kobbfoss 21 16 36 29 25
7 Noatun 12 23 29
8 HØybukt 28 30
9 Bugøyfjord 14 20 25
10 Hauksjøen ·. 14
11 Vestre Jakobselv 23 25
12 Grasbakken 22 33
13 Karlebotn 16 12 29 38
14 Varangerbotn 20 17 20 21
15 Skiipagurra 15 18 24
16 Levsejåkka 14 24 26
17 Bårjasnjarga 14 24 38
18 Karasjok 15 13 168 * 39
19 Skoganvarre 14 27 32
20 Jergul 23 12 31 31
21 Mållisjok 34 18 28
22 Kautokeino 14 17 19 28
Verdier merket med stjerne (*) er ikke tatt med i beregningen av gjennomsnitt i ~edlegg Cog tabell 2
